Projektbeschreibung
Magnetische Komponenten für Spannungsregler revolutionieren
Magnetische Komponenten wie Induktoren und Transformatoren sind für die meisten elektronischen Geräte wichtig und spielen eine große Rolle bei Stromrichtern, die auf Frequenzen von 100-500 kHz beruhen. Leider sind diese Komponenten sperrig. Es gibt zwar Möglichkeiten, die Größe mit veränderten Schaltfrequenzen zu verringern, das führt aber zu erheblichen Leistungsverlusten. Daher sind die Miniaturisierung, Integration und Optimierung schwierig. Finanziert über den Europäischen Forschungsrat werden im Projekt H3PMAG integrierte, effiziente magnetische Komponenten entwickelt, die für den Einsatz in Spannungsreglern für Hochleistungsrechensysteme optimiert sind. Zu diesem Zweck werden innovative magnetische Materialien erforscht, darunter leitende Materialien und nanogranulare magnetische Stoffe. Auch die Komponentenintegration ist Thema, um die notwendigen Technologien und Verfahren zu entwickeln.
Ziel
Today’s magnetic components, such as inductors and transformers, in power converters operating at a low frequency of around 100-500 kHz are large compared to other electronic components. These components are a major constraint, limiting the miniaturization and integration of power electronic systems. Increasing the switching frequency can reduce the size of the magnetic components, but this is generally accompanied by significant power losses. I aim to address the fundamental challenges of magnetic components in the frequency range of 1 MHz to 10 MHz, and the main approach will be to reduce the power loss and the component size by creating unique and innovative solutions. My overall objective is to create novel magnetics technologies within conductor materials, nanogranular magnetic materials and component integration that, together with a new winding pattern technique, will enable creation of power converters with unprecedented power-efficiency and power-density. The specific target is to develop efficient, integrated magnetic components suitable for the voltage regulator modules (VRM) in high performance computing systems. I will demonstrate a new VRM converter that is 50 times smaller in size and 5% more efficient than current VRM products. Achieving successful outcomes will have a major impact on the power electronics infrastructure, with the potential to reduce energy waste significantly. To do this, the project’s research questions and hypotheses will be addressed through 5 objectives in 5 corresponding work packages:
1: Mitigation of high-frequency eddy-current winding loss by creating a novel hybrid material structure;
2: Design of new magnetic materials with nanoparticles for a low magnetic core loss;
3: Creation of new core geometries and winding schemes in magnetics integration to handle large current efficiently;
4: “All-in-one” passive components integration mixing the functions of magnetics and capacitors;
5:Experimental verification and demonstration
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenMathematikreine MathematikGeometrie
- Technik und TechnologieNanotechnologieNanomaterialien
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Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
2800 Kongens Lyngby
Dänemark